高反射率光纤F-P腔水听器动态相位解调和定标方法技术

技术编号:9665959 阅读:150 留言:0更新日期:2014-02-14 02:05
本发明专利技术提供高反射率光纤F-P腔瞬态速变相位高速线性解调方法:通过波长扫描法测定高反射率多光束干涉光纤F-P腔反向探测干涉输出与扫描波长之间的关系曲线;获得该F-P腔的初始物理腔长;根据F-P腔反向探测干涉输出与扫描波长之间的关系曲线,选定三个激光光源的中心波长;采用三个激光光源激励F-P腔;调整各激光光源的输出功率,设计制作有F-P腔的激波压力传感器的静压实验夹具,做静压加载实验,绘制各激光光源激励下对应的干涉输出与外界静态压力的关系曲线;解调仪静态特性检定实验,得到F-P腔的干涉输出变化相位,得到外界静态压力和干涉输出之间的线性关系曲线,实现对F-P腔干涉输出变化相位的线性检定。

【技术实现步骤摘要】
高反射率光纤F-P腔水听器动态相位解调和定标方法
本专利技术涉及基于光纤F-P腔,特别是基于高反射率多光束干涉光纤F-P腔作为核心器进行水下激波压力动态测量
和超微型水下激波压力传感器动态定标领域。
技术介绍
光纤法布里-珀罗(F-P)腔是光纤传感器家族中一个极为重要的分支,其自身体积微小,腔长一般为微米级(5um-50um),潜在的高频响特性非常适合动态物理量的测量。全石英光纤菲涅耳(Fizeau)腔,也是一种光纤F-P腔,构成该F-P腔另一个反射面为一平面压力敏感薄板,再加上其体积微小、高频响特性,非常适合瞬态速变动态压力物理量的测量,包括水下激波压力的测量;基于真空沉积工艺在光纤端头直接沉积制作的以聚合物为腔体的光纤F-P腔,毫无疑问是最合适水下冲击波压力测量了。上述两种光纤F-P腔的制作工艺虽然完全不同,但当采用它进行水下冲击波压力测量时,其瞬态速变相位的高速线性解调却具有高度的一致性和通用性,而且是其工程实用化过程中最为关键的核心技术。上述两种结构的光纤F-P腔,既可以做成低精度光纤F-P腔,也可以做成高反射率多光束干涉光纤F-P腔,其制作工艺的差别在于是本文档来自技高网...

【技术保护点】
高反射率多光束干涉F?P腔瞬态速变相位高速线性解调方法,其特征在于:它包括以下步骤:步骤1、通过波长扫描法测定某高反射率多光束干涉光纤F?P腔反向探测干涉输出与扫描波长λ之间的关系曲线;同时,用公式对此关系曲线进行数据拟合,获得该F?P腔的初始物理腔长d;其中n为形成该F?P腔材料的光学折射率;该F?P腔为构成激波压力传感器的F?P腔;步骤2、根据F?P腔反向探测干涉输出与扫描波长之间的关系曲线,选定三个激光光源的中心波长λ1、λ2和λ3;中心波长的选取原则是:各中心波长对应干涉输出相位初始间隔至少大于π/3;步骤3、采用三个中心波长分别为λ1、λ2和λ3的激光光源激励该F?P腔,此三个激光光...

【技术特征摘要】
1.高反射率多光束干涉F-P腔瞬态速变相位高速线性解调方法,其特征在于:它包括以下步骤: 步骤1、通过波长扫描法测定某高反射率多光束干涉光纤F-P腔反向探测干涉输出与扫描波长λ之间的关系曲线;同时,用公式 2.根据权利要求1所述的高反射率多光束干涉F-P腔瞬态速变相位高速线性解调方法,其特征在于:所述的中心波长的选取原则优选为:各中心波长的激光光源激励下对应的干涉输出相位初始间隔为2 π /3或相邻中心波长的激光光源激励下对应的干涉输出相位互为正交。3.根据权利要求1所述的高反射率多光束干涉F-P腔瞬态速变相位高速线性解调方法,其特征在于:所述的步骤4中,做静压加载实验时,所加载压力的量程范围使该F-P腔至少在一个中心波长的激光光源激励下对应的干涉输出相位出现峰-峰值。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的高反射率多光束干涉F-P腔瞬态速变相位高速线性解调方法,其特征在于:对于F-P腔传感阵列中不同腔长的F-P腔,对每个F-P腔分别通过步骤I至步骤5,则对整个F-P腔传感阵列的相位实现线性检测。5.基于聚焦式电磁冲击波源对高反射率多光束干涉光纤F-P腔水下激波压力传感器的动态标定方法,其特征在于:它包括以下步骤: 步骤1、通过权利要求1至4中任意一项所述的方法,获得待标定水下激波压力传感器中的闻反射率多光束干涉F-P腔外界静态压力和干涉输出变化相位之间的线性关系曲线; 步骤2、按照压力传感器静态检定规程JJG 860-94对该水下激波压力传感器及其相位解调系统进行检定,即可得到激波压力探针及其相位解调系统的静态特性; 步骤3、采用聚焦式电磁冲击波源对该水下激波压力传感器及其相位解调系统进行动态标定: 3.1)设置冲击波压力测试系统:通过高压充电电容和变压器控制的触发开关给刚性固定的高压平板线圈提供脉冲电流,使得高压平板线圈具有...

【专利技术属性】
技术研发人员:王俊杰姜德生余娴许健彭丽
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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